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Schichtenspeicher
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Schichtspeicher
Der Schichtenlader ist ein oben offenes Polypropylenrohr, das über seine Höhe verteilt mehrere Membranklappen aufweist. Bei höherer Temperatur des zufließenden Wassers besteht eine Druckdifferenz und die Membranklappen bleiben geschlossen. Bei Temperaturgleichheit innerhalb und außerhalb des Rohres wird der Druck auf die entsprechende Klappe aufgehoben, das Wasser kann austreten und sich temperaturgleich einschichten. Die selbstregelnde Beladevorrichtung sorgt im Gegensatz zu starren Zuführungen für die variable Einschichtung verschiedener Wassertemperaturen in verschiedene Speicherhöhen: heißes Wasser oben, warmes Wasser darunter und kaltes Wasser unten. Das Schichtspeichersystem wurde umfangreichen Tests unterworfen. Es zeigte einen hohen solaren Deckungsgrad.

Schornsteinsanierung
Eine Schornsteinsanierung wird oft erforderlich, wenn moderne Heizkessel mit geringen Abgastemperaturen installiert werden. Denn ein herkömmlicher Kamin kann durch Kondensation der Abgase versotten.

Schwerkraftanlage
Normalerweise kommt der Kollektor aufs Dach und der Speicher in den Keller. Das bedeutet, dass eine Umwälzpumpe die Trägerflüssigkeit vom Speicher zum Kollektor transportieren und den Solarkreislauf in Gang halten muss. Schwerkraft-Anlagen funktionieren anders: Hier wird auch der Speicher auf dem Dach oder unter dem Dach montiert - auf jeden Fall aber oberhalb des Kollektors. So wird es möglich, die Schwerkraft für den Solarkreislauf zu nutzen. Das Prinzip ist ganz einfach: Die Strahlung der Sonne erwärmt im Kollektor die Solarflüssigkeit, deren Dichte mit der Erwärmung abnimmt. Sie wird leichter und steigt - entsprechend dem Gesetz der Schwerkraft - in den Leitungen nach oben. Eine zusätzliche Pumpe erübrigt sich. Auch auf die Regelung kann verzichtet werden, denn die Sonne steuert den Fluss des Trägermediums: Scheint sie, steigt die erwärmte Trägerflüssigkeit in den Steigleitungen nach oben. Dort heizt sie den Speicher, in dem sich das Brauchwasser befindet, über einen großflächigen Mantel-Wärmetauscher auf. Die abgekühlte Solarflüssigkeit fließt wieder zum Kollektor zurück - der Kreis schließt sich.

Schwimmbadabsorber
Der ideale Anwendungsfall für die Nutzung der Sonnenenergie ist die Heizung von Freibädern im Sommer. Angebot und Nachfrage fallen hier zeitlich zusammen. Die maximale Sonneneinstrahlung im Sommer kann mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand genutzt werden. Zur optimalen Erwärmung des Badewassers reichen schon Temperaturen unter 30 °C aus. Für diese Aufgabe werden preiswerte Schwimmbadabsorber eingesetzt. Ein zusätzlicher Wärmespeicher entfällt; das Wasser im Schwimm-becken übernimmt diese Funktion. Eine Pumpe sorgt für die Zirkulation des Wassers durch die Absorberflächen. Die Solarregelung mit Temperaturfühlern an Vorlauf und Absorber steuert den automatischen und ökonomischen Betrieb der Anlage. Schwimmbadabsorber werden überwiegend aus kostengünstigen Kunststoffen gefertigt. Die Anlagen bestehen aus Matten oder Schläuchen aus schwarzem Material. Wärmedämmung und transparente Abdeckung wie bei Flach- und Röhrenkollektoren entfallen. Die Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit sind wegen der niedrigen Temperaturen wesentlich geringer als bei Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung.

Sd-Wert
Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke gibt für jede Bauteilschicht an, welcher Widerstand dem Wasserdampf entgegengesetzt wird. Der Sd- Wert eines Bauteils ergibt sich, indem die Bauteildicke (s) mit der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (my) des Stoffes multipliziert wird (Sd = my * d).

Selektive Beschichtung
Um Verluste durch Wärmeabstrahlung zu vermindern, sind hoch-effiziente Absorber mit einer selektiven Beschichtung aus Schwarzchrom oder Schwarznickel versehen. Diese ermöglicht die Aufnahme eines hohen Anteils der kurzwelligen Sonnenstrahlung und deren Umwandlung in Wärme gleichzeitig wird die Emission (Abstrahlung) der langwelligen Wärmestrahlung des Absorbers beträchtlich reduziert.

Solar
(lat.) die Sonne betreffend, von der Sonne kommend. Die wichtigsten Zusammensetzungen: Solaranlagen Solarenergie Solarkollektor Solarstrom Solarzelle

Solaranlagen
Systeme zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in nutzbare Energie in Form von Wärme oder Elektrizität. Die wesentlichen Bestandteile einer thermischen Solaranlage sind der Kollektor, die Wärmeabnahmestelle (der Speicher) und die Regelung. Die wichtigsten Bauelemente von Photovoltaikanlagen sind die Solarzellen, die zu Solarmodulen oder Solarpaneelen zusammengeschlossen werden, und der Speicher (Akkumulator). Soll der produzierte Strom ins Netz eingespeist werden, geschieht dies durch einen Wechselrichter zur Umwandlung des Gleichstroms in spannungs- und phasengleichen Wechselstrom Die ökologischen Vorzüge von Solaranlagen -Reduzierung des Bedarfs an konventioneller Heizung um 50 % und damit die Vermeidung von ca. 170 Tonnen CO2-Ausstoß - verursachen nur geringe Mehrkosten.

Solararchitektur
Durch Verordnungen und Gesetze zur Einsparung von Energie, wird der Aspekt der Solararchitektur immer bedeutender. Besondere bauliche Maßnahmen, Vorrichtungen und Anlagen zur Nutzung der Sonnenenergie werden nicht nur technisch effizient geplant, sondern müssen auch immer mehr ästhetischen Gesichtspunkten entsprechen. So werden zum Beispiel große Südfenster mit spezieller Mehrfachverglasung zur passiven Nutzung der Sonnenenergie eingesetzt. Oder Kollektoren zur Wärmegewinnung werden als Dachfläche und gleichzeitig zur Beschattung genutzt.

Solare Kühlung
Herkömmliche Klimaanlagen und Kühlschränke arbeiten mit elektrisch betriebenen Kompressoren, die einen um so höheren Energiebedarf haben, je wärmer die zu kühlende Luft ist. Die Grundidee solarer Kühlung besteht darin, die überschüssige Sonnenenergie zur Kühlung von Gebäuden oder Geräten gerade in der heißen Tageszeit zu nutzen. Solare Kühlung spart Strom und hat, anders als bei der solaren Heizung, kein Speicherproblem: Der Kühlbedarf steigt und fällt nahezu zeitgleich mit dem Angebot an Sonnenenergie. Je nach Anwendung werden bei der solaren Kühlung verschiedene Verfahren eingesetzt. Kühlschränke können nach dem Prinzip der Wärmepumpe oder nach thermoelektrischen Verfahren betrieben werden. Gebäude und Räume werden gekühlt, indem man der warmen Raumluft durch Adsorption an geeigneten Materialien Wasser entzieht und sie damit kühlt (Verdunstungskälte). Damit die Adsorptionsmaterialien wieder Feuchtigkeit aufnehmen können, werden sie durch Wärme getrocknet, die der Sonnenkollektor liefert. Der gleiche Sonnenkollektor kann also im Sommer zur Kühlung und im Winter zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Während solare Wärmegewinnung in aller Munde ist, werden die Möglichkeiten solarer Kühlung in der allgemeinen Diskussion unterschätzt und finden sich auch kaum in der populären Literatur in Deutschland. Zumindest in tropischen und subtropischen Gegenden steht der solaren Klimatisierung eine große Zukunft bevor.

Solarfassaden
Sonnenenergie wird nicht nur vom Dach, sondern von der gesamten Gebäudehülle aufgenommen. Werden alle nach Osten, Süden und Westen ausgerichteten Fassaden eines Gebäudes zur Energiegewinnung genutzt, kann sogar aus dem Haus als Energieverbraucher ein Energielieferant werden (Energiegewinnhaus, Plusenergiehaus). Solarfassaden können mit Photovoltaikmodulen, Heizkollektoren, Luftkollektoren, Wabenluftkollektoren oder transparenter Wärmedämmung ausgestattet sein. Auch eine großflächig vorgehängte Verglasung, wie sie zur Klimatisierung von Bürogebäuden verwendet wird oder eine einfache Verglasung von Balkonen zu Wintergärten kann als Solarfassade verstanden werden. Eine einheitliche Technik für Solarfassaden gibt es nicht. Je nach Gebäude und Zielstellung ergeben sich unterschiedliche Lösungen, die über die Fassade hinaus zumindest die Heizung, Lüftung und Klimatisierung des Gebäudes mit einbeziehen. Architektonisch innovative Solarfassaden findet man beim Neubau genauso wie bei der Altbausanierung. Bekannte Beispiele sind der Freiburger Hauptbahnhof, die Stadtwerke Göttingen oder das Haus Lambrecht in Rottenburg-Seebronn. Der weltberühmte Architekt Sir Norman Foster stattet viele seiner Gebäude mit Solarfassaden aus. Historische Beispiele großartiger Solarfassaden finden sich beim Straßburger Münster, der Mirihmah-Moschee in Istanbul und dem Schloss Sanssouci in Potsdam.

Solarfluid
Für Solaranlagen angefertigtes Gemisch aus Wasser und speziellem Frostschutzmittel (kein Glykol wie beim Auto), im Verhältnis 50/50, wobei eine gewisse Bandbreite möglich ist (40/60). Solarfluids erlauben einen ganzjährigen Betrieb der Anlage. Sie unterliegen einem gewissen "Verschleiß", weshalb es nach einem vorgegebenen Zeitintervall überprüft und gegebenenfalls ausgetauscht werden muss.

Solarglas
Spezialglas mit hoher Lichtdurchlässigkeit und Festigkeit. Solarglas ist ein eisenarmes Gussglas, das durch Spezialbehandlungen eine Belastung von 250 Kg/m2 zulässt. Solargläser zerbrechen in kleine Glasstücke, die beim herabfallen vom Dach keine Gefahr bedeuten. Solargläser sind entspiegelt, so dass keine Reflexionen an der Oberfläche zu Wirkungsgradverlusten führen.

Solarheizung
Raumheizung, bei der die Wärmeenergie der Sonnenstrahlen genutzt wird. Man unterscheidet hier: Passive Solarheizung, bei der das Gebäude oder Teile davon, etwa der Wintergarten, als Kollektor genutzt werden und die aktive Solarheizung. Die in den Sonnenkollektorenerzeugte Wärme kann für das Brauchwasser und zur Heizung, z.B. Des Fußbodens, genutzt werden. Wird sie nicht unmittelbar benötigt, muss die Energie in einem Warmwasserspeicher zwischengespeichert werden. Die dort gespeicherte Wärme kann dann zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt werden. Das "Kraftwerk" einer thermischen Solaranlage ist der Sonnenkollektor. Im "Solarspeicher", einem an die Wasserleitung angeschlossenen Kessel, befinden sich zwei Wärmetauscher. Einer davon wird von der im Kollektor solar erhitzten Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt und erwärmt so das Brauchwasser. Ein zweiter Wärmetauscher ist an den konventionellen Heizkessel angeschlossen, mit dem im Winter das Brauchwasser zusätzlich aufgeheizt werden kann. Anlagen zur Heizungsunterstützung benötigen einen speziellen Typus von Speicher, bei dem das Brauch- und Heizungswasser getrennt werden (z.B. Tank-im-Tank-System). Eine Steuerungsanlage regelt den Solarkreislauf zwischen Kollektor und Speicher, sowie den Heizkreislauf zwischen Speicher und Heizkörpern bzw. zu den Warmwasserbedarfsstellen. Der alleinige Einsatz thermischer Solaranlagen zur Heizung wird wegen des geringen Angebots an Sonneneinstrahlung im Winter als problematisch erachtet. Sehr hohe Deckungsanteile von Solarwärme erfordern hier einen beträchtlichen technischen und damit auch finanziellen Aufwand. Im Privathaushalt bieten sich jedoch thermische Solaranlagen zur Heizungsunterstützung in den Übergangszeiten an. Im Frühjahr und Herbst kann der Bedarf an konventioneller Heizung um 50 % reduziert und so ein wichtiger Beitrag zur Verringerung des CO2-Ausstoßes geleistet werden. Die effektive und auch ökonomisch vielversprechende Nutzung der Solarenergie zur Heizung wird bereits in Solarsiedlungen demonstriert. Solche Großanlagen zur Nahwärmeversorgung, z.B. in Neckarsulm, Friedrichshafen und Hamburg, können besonders in Kombination mit Blockheizkraftwerken zur tragenden Säule der kommunalen Energieversorgung werden.

Solarkollektor
Die häufigsten Solarkollektoren sind Flachkollektoren in kompakter Bauweise. Sie lassen sich in vielfältigen Varianten montieren: ins Dach integriert, auf dem Dach, an Fassaden oder freistehend auf ebenen Flächen.

Solarkonstante
Bezeichnet die senkrecht auf eine Fläche außerhalb der Atmosphäre treffende Solarstrahlung. s = 1,37 kW / m2. Im Weltraum ist die Sonnenstrahlung nahezu konstant; auf der Erde schwankt sie im Laufe der Tages- und Jahreszeiten und variiert je nach Breitengrad und Witterung. Der maximale Wert auf der Erde liegt zwischen etwa 0,8 und 1,0 kW/m2. Im Jahresmittel beträgt die Sonneneinstrahlung in Deutschland je nach Region zwischen ca. 950 und 1100 kWh/m2.

Solarkreislauf
Bei einer Solaranlage fließt die von der Sonne erwärmte Wärmeträgerflüssigkeit (meist Wasser) vom Kollektor zum Solarspeicher und heizt über den im Speicher integrierten Wärmetauscher das Wasser auf. Wenn die Trägerflüssigkeit den Wärmetauscher durchlaufen und dabei ihre Wärme abgegeben hat, stömt sie zurück zum Kollektor, wird dort wieder aufgeheizt und der Kreislauf beginnt erneut. Es ist ein geschlossener Kreislauf, bei dem die Wärmeleitflüssigkeit nicht direkt mit dem Brauchwasser in Berührung kommt.

Solarregelung
Die elektronische Regelung einer thermischen Solaranlage steuert die Umwälzpumpe. Sie setzt diese in Gang, wenn die Temperatur in den Kollektoren höher ist als im Brauchwasserspeicher und Wärmegewinne erzielt werden können. Liegt die Kollektortemperatur außerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, wird die Umwälzpumpe abgeschaltet, z. B. wenn die Temperatur in den Kollektoren gegenüber der Temperatur im Speicher abnimmt. Solarregelungen mit Drain-Back-System (DBS) sorgen außerdem für die automatische Entleerung des Solarkreislaufs und verhindern Überhitzung oder Einfrieren der Anlage.

Solarspeicher
Ein Solarspeicher ist ein Vorratsbehälter zum Speichern von solar erwärmtem Wasser. Da die Sonne nicht rund um die Uhr scheint, kann auf dieses Speichervolumen, das meist für einige Tage reicht, nicht verzichtet werden. Als Grundelemente besitzt ein Solarspeicher Wärmetauscher und Anschlüsse für den Solarkreislauf sowie für die Nachheizung. Ein hochwertiger Speicher sollte korrosionsbeständig sein, geringe Wärmeverluste und eine gute Temperaturschichtung haben (Schichtspeicher).

Solarstrom
In Solarzellen direkt erzeugter Gleichstrom.

Solarthermie
Solarthermie ist die Wissenschaft und Anwendung, die sich mit der Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme beschäftigt (z.B. Warmwasserbereitung, Raumheizung).

Solarzelle
Dünne Scheibe aus einem Halbleiterwerkstoff, meist Silizium (zweithäufigstes Element der Erdoberfläche). Die Solarzelle ist an der Oberfläche positiv und an der Unterseite negativ beschichtet; bei Lichteinfall erzeugt der innere photoelektrische Effekt einen Stromfluß. Zur Nutzung als Stromerzeuger werden viele einzelne Solarzellen zu einem Solarmodul zusammengeschaltet und mit Spezialglas geschützt. Die Wirkungsgrade der Module sind je nach verwendetem Material (amorhes, mono-oder multikristallines Silizium) und Verarbeitung unterschiedlich; heutzutage meist zwischen 12%-18%.

Sonneneinstrahlung
Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der Strahlung, die direkt von der Sonne kommt und mehreren indirekten Anteilen zusammen. Hierzu zählen die Reflexionsstrahlung der Umgebung, besonders stark reflektieren z.B. Schneeflächen, die Strahlung des blauen Himmels und sonstige diffuse Strahlung. Für die genaue Berechnung der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend. Dieser ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit. Die Einstrahlung wird durch mehrere Faktoren eingeschränkt; selbst bei strahlend blauem Himmel kommen nur etwa 90% der gesamten Sonnenenergie an.

Sonnenkollektor
Ein Kollektor wandelt mittels eines Absorbers die Sonnenstrahlung in Wärme um, die für Heizung, Brauchwassererwärmung oder thermische Lüftung genutzt werden kann (Solarthermie). Sonnenkollektoren setzen bis zu 80% der eingestrahlten Energie in Wärme um.

Sonnenstunden
Anzahl der Stunden pro Jahr, in denen die Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche fällt, ohne durch Wolken verschattet zu werden.

Speicherbevorratung
Bei der Speicherbevorratung wird Trinkwasser auf Vorrat erwärmt, um es bei Bedarf zu nutzen. Moderne Speicher sind so gut isoliert, dass sie die Wärme lange Zeit halten können.

Standard-Solartechnik
Warmwassererzeugung und Raumheizung mit Sonnenkollektoren (Flachkollektor, Vakuum-Flachkollektor, Vakuum-Röhrenkollektor).

Stirlingmotor
Der schottische Pfarrer Robert Stirling ließ 1816 einen Heißluftmotor patentieren, dessen Antriebsenergie nicht wie beim Otto- oder Dieselmotor durch Verbrennung innerhalb des Arbeitszylinders erzeugt wird, sondern dem Wärme als Antriebsenergie von außen zugeführt wird. Die beiden miteinander gekoppelten Zylinder des Stirlingmotors sind gasdicht geschlossen und mit einer konstanten Menge Arbeitsgas (Helium) gefüllt. Ein Zylinder wird von außen erhitzt, der andere bleibt kühl. Die Druckdifferenz zwischen beiden Zylindern treibt zwei miteinander verbundene und phasenverschoben arbeitende Kolben an. So kann das gekühlte Gas wieder in den heißen Zylinder geschoben werden, sich dort ausdehnen, den Kolben antreiben und so fort. Seit sich Forschung und Technik verstärkt mit der Nutzung regenerativer Energien befassen, ist die alte Technik des Heißluftmotors wieder ins Blickfeld geraten. Ein Stirlingmotor kann direkt vom Sonnenkollektor erhitzt werden oder als Motor in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) arbeiten, das Wärme und Strom zugleich erzeugt, arbeiten. Er läuft sauber, geräuscharm, ruhig und wartungsfrei und erreicht schon bei einer elektrischen Leistung ab 1 Kilowatt sehr gute Wirkungsgrade. Bisher blieb der Heißluftmotor mehr ein Objekt für Tüftler und Bastler als für die industrielle Anwendung. Kleinmotoren für BHKW sind ab 2002 serienmäßig lieferbar. In Kombination mit Solaranlagen und Biomasse-Heizungen gilt der Stirlingmotor als dezentral einsetzbares Elektrizitätskraftwerk der Zukunft.